城市生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

郭 浩

（遼寧省大連生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 大連 116023）

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長和人民生活水平的提高，城市化進(jìn)程也在不斷加快，伴隨而來的便是日益惡化的環(huán)境問題，特別是生活垃圾的處理問題。目前，我國的城市生活垃圾產(chǎn)生量仍在以每年8%～10%的速度增長［1］，而無害化處理能力卻明顯不足，處理率僅為63.5%［2］，大量的生活垃圾運到城郊裸露堆放，侵占土地面積多達(dá)5×108m2［3］。截至2012年，全國657個設(shè)市城市生活垃圾清運量1.7億t，有各類生活垃圾處理設(shè)施701座，處理能力為44.6萬t／a，在701座城市生活垃圾處理設(shè)施中，填埋場有540座，處理能力為31.0萬t／a，實際處理量為1.05億t／a；城市生活垃圾焚燒廠有138座，處理能力為12.3萬t／a，實際處理量為3584萬t／a；城市生活垃圾堆肥廠 （含綜合處理廠）有23座，處理能力為1.27萬t／a，實際處理量為393萬t／a［4］。

1 我國城市生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀

目前，我國的生活垃圾處理技術(shù)主要有填埋、堆肥、焚燒和堆放簡易處理4種，所占比例分別為61.4%、2.3%、21.1%和15.2%。見圖1。

圖1 生活垃圾處理方法占比示意圖

1.1 填埋技術(shù)

我國的填埋技術(shù)大致分為兩種：衛(wèi)生填埋和非衛(wèi)生填埋。衛(wèi)生填埋是既有完善的環(huán)保措施，又能滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的填埋技術(shù)；非衛(wèi)生填埋是有一些環(huán)保措施，但不完善，或者是沒有達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的填埋技術(shù)。這兩種填埋方法都存在著一定的環(huán)境安全隱患，如垃圾滲濾液對土壤和地下水的威脅［5］。一些地方的垃圾滲濾液的COD高達(dá)十幾萬［6］，滲入地下水中后致使地下水中的硝酸鹽、氨氮、細(xì)菌總數(shù)等項目均超標(biāo)，有的項目甚至超標(biāo)數(shù)百倍［7］。

1.2 堆肥技術(shù)

堆肥技術(shù)是在有控制的條件下，利用自然界的微生物來降解垃圾中有機(jī)質(zhì)，使其變?yōu)榉€(wěn)定的腐殖質(zhì)，可作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等行業(yè)的有機(jī)肥料或土壤改良劑。雖然我國具有傳統(tǒng)堆肥技術(shù)的悠久歷史，但由于我國垃圾未進(jìn)行有效的分類，使堆肥產(chǎn)品質(zhì)量不高，處理率嚴(yán)重跟不上垃圾產(chǎn)生率等原因，目前利用堆肥法處理垃圾所占比例呈逐漸下降趨勢。堆肥技術(shù)也存在著環(huán)境問題，堆肥期間產(chǎn)生的氨氣、硫化氫、甲烷等氣體會污染周邊的環(huán)境空氣，嚴(yán)重的還會引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害性事故［8］。

1.3 焚燒技術(shù)

焚燒技術(shù)是在大約800～1000℃的高溫條件下，將生活垃圾中的可燃組分經(jīng)過燃燒，釋放出能量，產(chǎn)生高溫氣體和少量性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘渣。高溫氣體可用作發(fā)電或者熱能回收利用，性質(zhì)穩(wěn)定的殘渣可直接進(jìn)行衛(wèi)生填埋。由于焚燒技術(shù)處理量大、速度快、占地小而且能夠?qū)崿F(xiàn)減量化、無害化、資源化的目標(biāo)［9］。目前已經(jīng)被東南一些沿海城市廣泛采用［10］，并且所占比例呈上升趨勢。但是在我國，利用焚燒技術(shù)處理垃圾還存在一些限制，比如垃圾焚燒的最低熱值應(yīng)在3360kJ／kg以上［11］，如果熱值過低，需要添加燃料輔助燃燒，造成運行成本提高。我國的垃圾分類回收并不理想，很多生活垃圾混合收集，成份也比較復(fù)雜，熱值也較低。再者焚燒技術(shù)投資和設(shè)備的運行及維護(hù)相對昂貴，一些經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū)難以承受，這也是焚燒技術(shù)在沿海一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市應(yīng)用比較多的原因。三是焚燒垃圾產(chǎn)生的二惡英，因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、半衰期長，僅需暴露一次就可長期留存體內(nèi)，長期接觸可造成體內(nèi)蓄積，對人體健康具有極大危害［12］。

1.4 堆放簡易處理

由于垃圾的產(chǎn)生量大而處理能力不足，一些地方和城市的生活垃圾不能及時有效處理，其中一部分堆放到城鄉(xiāng)結(jié)合部，占用了大量的土地資源。目前全國大約有200座城市處在垃圾的包圍之中［13］。垃圾中的有害成份析出后又滲入到土壤中或地下水中，對環(huán)境構(gòu)成了極大的危害［14］。

2 城市生活垃圾處理技術(shù)未來發(fā)展趨勢

我國城市生活垃圾處理技術(shù)的發(fā)展受到垃圾自身成分、處理技術(shù)、公眾意識等諸多因素的制約，處理能力也和城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度有關(guān)系，因此要想實現(xiàn) “三化”目標(biāo)，就必須針對不同城市發(fā)展相對應(yīng)的處理技術(shù)，使垃圾從 “城市的負(fù)擔(dān)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤俺鞘械亩钨Y源”。

2.1 提高處理技術(shù)水平

發(fā)展高維填埋技術(shù)［15］，并將生物工程應(yīng)用于填埋場的建設(shè)，通過控制填埋場內(nèi)部的一些參數(shù)來調(diào)節(jié)填埋場內(nèi)部的生物反應(yīng)速度，加速降解過程和垃圾的穩(wěn)定化，可大幅度降低滲濾液濃度，提高填埋場的使用壽命，從而縮小填埋空間，節(jié)約土地資源，降低環(huán)境污染風(fēng)險。通過對垃圾進(jìn)行破碎、通風(fēng)等前處理，提高垃圾的熱值，再通過熱物理傳熱技術(shù)改進(jìn)焚燒發(fā)電系統(tǒng)，提高垃圾焚燒產(chǎn)電的能力。也可以使用水泥窯爐和垃圾焚燒爐聯(lián)合技術(shù)處理城市生活垃圾，該技術(shù)不需要二次添加燃料，控制煙氣溫度在850℃以上，停留時間超過2s，防止二惡英的生成［16］。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的肥料需求量很大。在廣泛使用化肥的今天，土壤的肥力越來越差，發(fā)展高效的堆肥技術(shù)，如發(fā)酵倉系統(tǒng)［17］、反應(yīng)器系統(tǒng)［18］等勢在必行。生產(chǎn)高質(zhì)量的有機(jī)肥料不僅可以改良土壤狀況，提高產(chǎn)值，同時也將城市生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)重新資源化利用起來，返還給自然界。

2.2 單一化處理轉(zhuǎn)向多元化處理

任何一種垃圾處理技術(shù)都有各自的優(yōu)勢，但由于我國城市生活垃圾成分復(fù)雜，含水率高，有機(jī)物含量大，可回收物含量少，熱值低等特性，采用單一的處理技術(shù)很難達(dá)到最佳的效果。因此堆肥、焚燒、填埋多種技術(shù)相結(jié)合的多元化處理方式將成為必然趨勢。但無論采用何種技術(shù)處理城市生活垃圾，最終都會有一定的數(shù)量殘渣不能再處理或再利用，或是在當(dāng)時的技術(shù)條件下無法再處理或再利用，必需對其作填埋處置，所以填埋技術(shù)仍將與城市生活垃圾的處理長期共存。

2.3 提高垃圾處理能力和公眾的分類回收意識

加大資金投資力度，建設(shè)有綜合處理能力的垃圾處理廠，減少或杜絕生活垃圾因處理能力和技術(shù)的不足而堆放到城市邊緣地帶造成土地資源的浪費。而綜合處理就是從垃圾產(chǎn)生源頭開始進(jìn)行分類收集、回收利用和最終處理的全過程，從而使垃圾減量化、資源化和無害化，形成以回收利用為主的綜合性垃圾處理系統(tǒng)。垃圾中含有一些半成品和物質(zhì)原料，通過分類回收可重新生產(chǎn)出一些生活用品，其生產(chǎn)成本較從礦石原料中冶煉低的多，還減少了許多工序，不僅節(jié)約自然資源與經(jīng)濟(jì)開支，而且間接的處理和利用了垃圾資源，其經(jīng)濟(jì)效益非?？陀^，對城市發(fā)展有著巨大的促進(jìn)作用［19］。此外，政府應(yīng)加強(qiáng)宣傳力度，使公眾認(rèn)識到垃圾分類回收利用的好處，增強(qiáng)全社會的資源意識、節(jié)約意識和環(huán)保意識。同時還應(yīng)當(dāng)制定相關(guān)法律，并在政策上予以扶持，只有這樣才能在提高廣大群眾環(huán)保素質(zhì)的同時，推進(jìn)社會循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得城市的整體素質(zhì)更上一層樓。

3 結(jié)語

單一的生活垃圾處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前城市發(fā)展的需要，隨著城市化進(jìn)程的加快和國家對環(huán)境保護(hù)的力度加大，因地制宜的尋找最優(yōu)化的垃圾處理方式將成為必然。此外，公眾提高自身的環(huán)保意識，對垃圾進(jìn)行分類，并借鑒國外的成功經(jīng)驗，真正實現(xiàn)垃圾的無害化、減量化和資源化，讓城市走上和諧、可持續(xù)發(fā)展的道路。